CP测试、FT测试、WAT测试之间的区别

集成路测试中的CP（Chip Probing）、FT（Final Test）和WAT（Wafer Acceptance Test）是制造过程中不可或缺的步骤，它们有着不同的目标和测试对象。

1. CP（Chip Probing）测试

CP测试主要是在芯片的生产初期阶段，针对晶圆（Wafer）上的每一个Die进行探针测试。它的核心目标是通过电气性能的测试，筛选出在生产过程中不符合规格要求的芯片，以此来判断Wafer的良率。这一阶段的测试主要集中在半成品，也就是说，它是封装前对芯片的一个功能和电性测试。

主要功能：

筛选坏芯片：通过测试不同电性参数，如阈值电压（Vt）、导通电阻（Rdson）、漏电流（Igss）等，CP能有效地识别不合格的芯片。通过这些初步的筛选，能够节省大量的封装和后续测试成本。

监控生产工艺：CP测试对Wafer层面的监控可以直接反映生产过程中的问题，尤其是在前道工艺（如光刻、沉积等）的稳定性和一致性上，及时发现问题并进行调整。

挑战：高精度的探针卡和测试设备：由于CP测试需要对每个芯片进行独立测试，测试设备的精度和探针卡的设计至关重要。特别是当需要进行大电流测试时，探针卡和设备的耐受能力是测试难度的关键。

并行测试干扰：由于晶圆上有多个芯片同时进行测试，如何避免芯片间干扰并确保测试精度是一个技术挑战。

测试项目：

CP测试项目涵盖芯片的基础电气性能，如：

阈值电压（Vt）

导通电阻（Rdson）

漏电流（Igss）

源漏击穿电压（BVdss）

2. FT（Final Test）测试

FT测试主要是在芯片封装完成后，对封装好的芯片进行最终的功能性验证。这是芯片制造过程中的最后一道检验环节，其目的是确保每个芯片在实际工作条件下的可靠性和性能符合要求。

主要功能：

• 验证芯片功能：FT测试关注芯片是否能够在严格的规格要求下执行预期功能。它对芯片的工作温度、电压等进行多种测试，确保芯片在不同环境条件下能够稳定工作。

• 检测封装引起的性能变化：由于封装过程中，芯片的温度、电气环境和物理形态可能发生变化，FT测试能够确认封装是否影响了芯片的性能。特别是在高频、高功率应用中，封装后的性能评估尤为重要。

挑战：

封装相关的影响：封装过程中会引入额外的机械、热力学和电气应力，这些可能影响芯片的电性。FT测试需要考虑到封装后的这些因素，尤其是在进行温度、湿度等环境条件下的测试时。

严格的温度测试：很多FT测试要求在不同温度下进行，这涉及到高成本的设备和时间。尤其是“三温测试”（常温、低温、高温）在一些高可靠性产品中尤为重要。

测试项目：

FT测试通常涉及的项目有：

• 功能性测试：是否能执行预期的逻辑运算或功能。

• 环境测试：包括温度循环测试、高湿度等。

• 电流、电压和功耗测试。

3. WAT（Wafer Acceptance Test）测试

WAT是一种在晶圆层面进行的测试，目的是通过测量晶圆上的特定测试结构的电性参数来监控每一片晶圆的生产工艺质量。WAT通常是在Wafer的前道工艺完成后，晶圆切割之前进行的。

主要功能：

过程质量监控：WAT主要用于监控晶圆制造过程中的工艺稳定性和一致性。通过对测试结构（如专门的Testkey）的电气性能进行分析，WAT能够反映出晶圆是否达到了工艺规范要求，从而为晶圆是否能够进入封装阶段提供依据。

评估生产线的健康状况：WAT数据可以反映出生产线的稳定性，帮助工程师识别潜在的生产问题，并提前采取纠正措施。

挑战：

测试精度要求：WAT测试需要通过专门设计的测试结构来进行电性测量，这些结构通常位于晶圆的划片槽（Scribe Line）中。如何确保这些测试结构的设计既能提供准确的数据，又不会占用过多的晶圆面积，仍然是设计中的一大挑战。

制程对电性参数的影响：不同的制程步骤可能对芯片的电气参数产生不同影响，因此需要精确地对不同工艺步骤进行质量控制。

测试项目：

WAT测试的内容通常涵盖：

电气性能测量：例如，测量晶圆上不同测试结构的电压、电流等。

工艺稳定性评估：通过对Wafer的不同区域进行取样，评估制程的均匀性和稳定性。

测试类型目标测试对象测试内容关键挑战

CP（Chip Probing）筛选坏Die、监控工艺Wafer上的Die电气性能（Vt、Rdson等）探针卡设计、并行测试干扰

FT（Final Test）验证功能和可靠性封装后的芯片功能性、电流、电压、环境测试封装后性能变化、温度测试

WAT（Wafer Acceptance Test）监控制程工艺质量Wafer上的测试结构电气性能、工艺稳定性测试结构设计、制程对电性的影响

4、总结

CP 是为了在晶圆阶段识别不良芯片，从而避免浪费封装和测试资源，是一种重要的成本控制手段。FT则是在芯片封装之后进行的，旨在确保封装后的芯片符合最终的应用要求，重点验证功能性和可靠性。WAT 作为一种晶圆级测试，它更多地关注生产工艺的质量和稳定性，是生产过程中的质量控制和监测环节。尽管有些公司选择省略CP测试直接进行FT，但CP测试对于生产过程中的良率控制和成本节约仍然至关重要，尤其是在高精度、高可靠性的领域。而WAT测试则是确保生产线稳定性和产品质量的重要手段，它在整个芯片制造过程中占据着非常关键的位置。

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